1、第3节物质跨膜运输的方式目标导航1.阅读教材内容，结合图47阐明被动运输的方式和特点。2.结合图48阐明主动运输的特点，比较主动运输和被动运输的不同。3.结合图示，了解胞吞和胞吐的特点。一、被动运输1.自由扩散(阅读P7071)(1)实例水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。组织细胞内由于细胞呼吸使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液，经血液循环运送至肺泡，最终排出体外。(2)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。2.协助扩散(1)实例：有一些物质不能自由通过细胞膜，如葡萄
2、糖，它的跨膜运输需要特殊蛋白质的协助。(2)概念：进出细胞的物质借助于载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。二、主动运输(阅读P7172)1.运输方向从低浓度一侧运输到高浓度一侧。2.条件(1)需要载体蛋白的协助；(2)还需要消耗能量。3.意义保证了活细胞按照生命活动的需要，主动的选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。三、胞吞和胞吐(阅读P72)1.胞吞当细胞摄取大分子时，大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。2.胞吐细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞
3、。连一连一、小分子物质进出细胞的方式物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度是否需要载体蛋白不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等1.阅读教材P70问题探讨，思考回答下列问题。(1)从图中可以看出，什么样的分子能通过磷脂双分子层？什么样的分子不能通过？答案从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子很容易通过合成的磷脂双分子层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的
4、磷脂双分子层。(2)葡萄糖不能通过无蛋白质的磷脂双分子层，但是小肠细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？答案葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白质的磷脂双分子层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。2.结合主动运输所需要的条件分析，影响主动运输的细胞器主要有哪些？答案核糖体、线粒体。3.主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土？答案松土增加了土壤O2含量，促进有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。1.甲()、乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度
5、的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入细胞一定需要能量D.甲运出细胞一定不需要能量问题导析(1)乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，要有载体蛋白的协助。(2)甲进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量。(3)甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。答案A一题多变(1)填空：下列物质的跨膜运输，自由扩散的是_；协助扩散的是_。O2和CO2进出肺泡苯被鼻黏膜细胞吸收红细胞吸收血液中的葡萄糖水分进出根毛细胞胆固醇进入肝细胞甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收(2)判断正误：组织细胞吸收氧的
6、速率取决于细胞和氧的浓度差。()主动运输的限制因素主要有浓度差和载体蛋白数量。()答案(1)(2)二、大分子物质进出细胞的方式胞吞和胞吐胞吞、胞吐与主动运输的比较比较项目胞吞和胞吐主动运输分子大小大分子小分子和离子是否需要载体蛋白否是是否消耗能量是是结构或功能基础细胞膜的流动性细胞膜的选择透过性1.由教材P72图可看出，胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这体现了生物膜的流动性特点。2.如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明胞吞和胞吐需要消耗能量。2.如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是()A.a与b均要以膜的流
7、动性为基础才可能发生B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式问题导析(1)胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现。(2)胞吞是通过膜外表面的糖蛋白识别，消耗能量进入细胞内。(3)细胞分泌是高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜中。(4)细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜，以被动运输、主动运输等方式进行。答案D一题多变下列几种生理过程中，不能够用上图中b表示的是_。抗体的分泌胰岛细胞分泌胰岛素囊泡内的物质穿过2层磷脂分
8、子肠腺细胞分泌肠液。答案解析图b表示细胞通过胞吐向外分泌物质。抗体的分泌、胰岛细胞分泌胰岛素、消化腺细胞分泌消化酶等，都是通过细胞膜的胞吐实现的；囊泡内物质通过膜融合分泌到细胞外面，没有穿过磷脂双分子层(即0层)。1.如图是植物从土壤中吸收某矿质离子的示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输 D.被动运输答案C解析由题图知，该离子进入细胞为逆浓度梯度运输，且消耗能量，故为主动运输。2.下列关于图中序号的描述，正确的是()A.和所示的过程都需要消耗能量B.只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C.大分子物质只有通过过程才能进入细胞D.氨基酸进入组织细胞
9、与过程有关答案B解析由题图示分析可知：为主动运输；为协助扩散；、为协助扩散与主动运输的实例。协助扩散不需要消耗能量，顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，A项错误；大分子物质进入细胞需要胞吞，不能通过主动运输，C项错误；氨基酸进入组织细胞属于主动运输，与有关，D项错误；只有主动运输能逆浓度梯度运输物质，B项正确。3.吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识正确的是()A.消耗ATP，体现了细胞膜的流动性和选择透过性B.消耗ATP，体现了细胞膜的流动性和识别功能C.不消耗ATP，吞噬的动力来源于膜的流动性D.不消耗ATP，吞噬过程的实质是病原菌的入侵答案B解析吞噬细胞能够吞噬
10、衰老的细胞以及侵入人体的病原菌属于胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。4.科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用图中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是()A.主动运输B.协助扩散C.自由扩散D.被动运输答案A解析曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定程度后，由于受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加，而保持稳定，说明这种运输需要载体蛋白，不是自由扩散，可能是协助扩散或主动运输；曲线运输速率与氧气浓度有关，说明这个过程需要能量，综合，物质X的运输方式只能是主动运输。5.如图所示物质通过红细胞
11、膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，表示能量，请回答：(1)表示_方式，表示_方式，表示_方式。(2)K、O2和葡萄糖三种物质中，通过方式进入红细胞的是_。(3)与方式相比，方式的主要特点是需要借助_，该物质是在细胞内的_上合成的。与相比，方式的不同之处是_。(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_方式将会受到较大影响。答案(1)自由扩散主动运输协助扩散(2)K(3)载体蛋白核糖体需要消耗能量(4)基础巩固1.如图为物质进出细胞的两种方式，对该图的理解正确的是()A.和分别表示协助扩散和主动运输B.和分别表示胞吞和胞吐C.氧、性激素是以方式进入细胞的D.水、二氧化碳、氧气是以方式
12、进入细胞的答案D解析为自由扩散，为主动运输，水、气体、性激素、跨膜运输方式是自由扩散。2.如图表示某物质跨膜运输的方式。据图分析正确的是()A.这种转运方式可逆浓度梯度进行B.水分子是以这种方式进入细胞的C.细胞产生的能量增加会提高该物质的转运速率D.载体蛋白在物质转运过程中形状会发生改变答案D解析由题图示可以看出，在物质跨膜运输过程中，物质从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，不需要能量，为协助扩散。逆浓度梯度进行的运输方式为主动运输，A错误；水分子是以自由扩散的方式进入细胞的，B错误；协助扩散不消耗能量，细胞产生的能量增加不会提高该物质的运输速率，C错误；由图示可以直接看出载体蛋白在物质运输过程
13、中形状发生了改变，D正确。3.下列物质进入人体红细胞消耗能量的是()A.水B.胆固醇C.葡萄糖D.K答案D解析A、B为自由扩散，C为协助扩散，均为被动运输，不消耗能量；D为主动运输，需消耗能量。4.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是()A.都可以从低浓度一边向高浓度一边B.都需要供给ATPC.都需要载体蛋白协助D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量答案C解析此题考查物质出入细胞的方式。其中红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要载体蛋白协助也消耗细胞代谢释放的能量(ATP)；红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需要载体蛋白协助，不消耗细胞代谢释放的能量。5.2002年我国首次发现了一种“穿肠蛋白质”(可被肠
14、道直接吸收)，为许多药物的利用提供了一条途径。“穿肠蛋白质”被肠道吸收的方式是()A.自由扩散B.渗透作用C.主动运输D.胞吞答案D解析“穿肠蛋白质”是大分子物质，不能通过跨膜运输方式被吸收，而是通过胞吞的方式被吸收。6.下图中能正确表示水稻呼吸作用强度与K吸收量关系的是()答案C解析K的吸收方式为主动运输。7.下列物质出入细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关的是()A.甘油通过细胞膜B.人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖C.肾小管上皮细胞吸收原尿中的NaD.小肠绒毛上皮细胞吸收胆固醇答案C解析主动运输需载体蛋白(核糖体合成)和能量(主要由线粒体提供)，C项符合。巩固提升8.右图表示番茄随环境中氧
15、浓度的变化，从培养液中吸收Ca2和Si4的曲线。影响A、B两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是()A.离子浓度、载体蛋白数量B.离子浓度、呼吸作用强度C.载体蛋白数量、离子浓度D.载体蛋白数量、呼吸作用强度答案D解析根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程，需要载体蛋白和能量。A、B点是在同等氧浓度下得到的，能量相同，其差异只能是因为相应载体蛋白数量的不同。B、C点的差别则是由于氧浓度不同造成的，因而影响因素是呼吸作用强度。9.如图是测定了某种生物的细胞对甲、乙两种物质吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线，仔细分析后，你认为下列四种说法中正确的是()A.甲物质是主动运输，乙物质是自由扩散B.
16、甲物质是自由扩散，乙物质可能是主动运输C.乙醇进入细胞的方式与乙物质相同D.K进入细胞的方式与甲物质相同答案B解析题图中甲物质随着物质浓度的增大而吸收速率加快，说明其运输方式为自由扩散；乙物质的运输方式具有载体饱和效应，为协助扩散或主动运输；乙醇和K进入细胞的方式分别为自由扩散和主动运输。10.如图为某种离子跨膜运输的示意图，由此作出的判断正确的是()A.图中离子通过膜的正确顺序是乙丙甲B.离子通过膜有随机性并消耗能量C.磷脂的可运动性使离子通过膜的通道自动开闭D.图示的离子通过膜的方式为协助扩散答案A解析由题图中箭头可以看出，离子从膜内被运到膜外，通过膜的正确顺序是乙丙甲，A正确。该过程用到
17、了载体蛋白和能量，为主动运输过程，D错误；根据载体蛋白的专一性的特点，离子通过膜不是随机的，而是具有选择性的，B错误。通道开闭是在能量和离子的作用下，通过载体蛋白的空间结构的改变来实现的，C错误。11.下图是A、B、C三种物质跨膜运输的方式，请分析：(1)物质A、B、C跨膜运输的方式依次是_、_、_。(2)某种物质能专一性地破坏物质C的载体蛋白，若用其处理细胞后，物质B跨膜运输的速率将_，物质C跨膜运输的速率将_。(3)三种物质的运输中，与图1曲线相符的是_。与图2中甲曲线相符的是_，与乙曲线相符的是_。答案(1)自由扩散协助扩散主动运输(2)不变下降(3)物质C物质A物质B或物质C解析(1)
18、根据图示判断三种运输方式依次是自由扩散、协助扩散和主动运输。(2)载体蛋白具有专一性，破坏了物质C的载体蛋白，对物质B的运输没有影响。(3)图1中当细胞内的浓度高于细胞外浓度时，仍能吸收该物质，说明是主动运输，图2中甲吸收速率和物质的浓度成正比，是自由扩散，乙具有载体蛋白饱和的现象，说明该方式需要载体蛋白，可能是主动运输或者协助扩散。12.对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的离子浓度。请分析回答下列问题。(1)K和Cl在细胞内积累，而Na等在细胞液中的含量低于海水的含量。这表明_。(2)Na和Ca2排出细胞的运输方向是_
19、。这种运输方式属于_，这种运输方式需要的两个基本条件是_。(3)法囊藻细胞液中各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是_。答案(1)细胞对矿质元素的吸收具有选择性(2)从低浓度到高浓度主动运输载体蛋白、能量(ATP)(3)细胞膜上的载体蛋白种类和数量解析此题主要考查物质跨膜运输的三种方式的特点，同时还考查了识图和解读图表获取有关信息的能力。法囊藻中K和Cl与海水中不同，说明细胞吸收矿质元素离子具有选择性。Na和Ca2排出细胞是从低浓度到高浓度，属于主动运输，主动运输需要两个基本条件：载体蛋白和能量。但从细胞膜的结构上看就是载体蛋白的种类和数量决定的。走进高考13.(2014北京卷
20、，3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是()A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质B.生物膜对K、Na、Cl的通透具有选择性C.离子以协助扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率答案C解析A项，由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜对H2O的通透性大于人工膜的，说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质；B项，生物膜对K、Na、Cl的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性；C项，从图中可以看出，人工膜对K、Na、Cl的通透性相同，说明人工膜对离子吸收无选择性，生物膜对离子的通透性不同，且大于人工
21、膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协助离子通过的物质，故离子不是以协助扩散方式通过人工膜；D项，甘油、CO2、O2、H2O等不同物质的分子大小不同，其通过人工膜的扩散速率也不同，说明分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率。14.(2014海南卷，4)关于植物根系吸收矿质离子的叙述，正确的是()A.植物根系吸收各种矿质离子的速率相同B.土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收C.植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用D.植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子答案D解析植物根系吸收各种矿质离子的速率不一定相同，A错；土壤温度影响植物根细胞的酶活性，从而影响呼吸作用产
22、生能量，进一步影响植物根系对矿质离子吸收的主动运输过程，B错；植物根细胞吸收矿质离子主要依靠主动运输，C错；植物根细胞能通过主动运输逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子，D正确。15.(2014安徽卷，2)如图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是()选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输答案D解析根据图形可知，肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输，属于主动运输；管腔中的钠离子进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输，不消耗能量，为被动运输；上皮
23、细胞中的氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输，属被动运输，综合分析，D选项正确。备选题1.(2011全国卷，2)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。若在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为()A.甲乙，被动运输C.甲乙，主动运输D.甲乙，主动运输答案B解析水分子过膜方式是自由扩散，属于被动运输。洋葱表皮细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，说明细胞
24、失水了。把发生质壁分离的细胞立即放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加，此时细胞吸水且细胞液应该小于蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度。2.(2013浙江卷，2)某哺乳动物神经细胞内外的K和Na浓度见下表。下列属于主动运输的是 ()细胞内浓度(mmolL1)细胞外浓度(mmolL1)K140.03.0Na18.0145.0A.K经钾离子通道排出细胞B.K与有关载体蛋白结合排出细胞C.Na经钠离子通道排出细胞D.Na与有关载体蛋白结合排出细胞答案D解析根据表格，神经细胞外Na浓度较高，细胞内K浓度较高，K经过离子通道排出细胞属于被动运输，A项错误；K与有关载体蛋白结合是进入细胞，B项错误；Na经离子通道是进入细胞，C项错误；Na与有关载体蛋白结合排出细胞，运输方向由低浓度向高浓度，运输方式为主动运输，D项正确。3.(2012浙江卷，1)人体肝细胞内CO2分压和K浓度高于细胞外，而O2分压和Na浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是()A.CO2B.O2C.KD.Na答案C解析二氧化碳和氧气进出细胞的方式是自由扩散，K如果进入细胞，是由低浓度向高浓度运输，是主动运输。Na如果进入细胞，是由高浓度向低浓度运输，是协助扩散。
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